EXPLANTÁTOVÉ KULTURY - historický předěl pro rozvoj klonového hospodářství lesních dřevin
Doc. Ing. Jaroslav Kobliha, CSc. - Lesnická fakulta ČZU v Praze
O významu explantátových kultur lesních dřevin bylo napsáno ve světě nepředstavitelné množství článků ve vědeckých i odborných časopisech. I u nás byla této problematice věnována značná pozornost. Problémem je však skutečnost, že tyto články se u nás věnovaly dané problematice spíše teoreticky z hlediska velmi vzdálených perspektiv nebo naopak jen bezprostřednímu využití, které je dosud v ČR naprosto okrajové. Přitom je třeba si uvědomit, že z hlediska světových trendů stojíme na historicky významné křižovatce ve využití explantátových kultur pro rozvoj klonového hospodářství lesních dřevin.
VÝZNAM EXPLANTÁTOVÝCH KULTUR
Klonové hospodářství v lesnictví až donedávna bylo založeno na klasickém autovegetativním množení lesních dřevin řízkováním a specificky na heterovegetativním množení roubováním pro zakládání klonových semenných sadů. Přes značné úspěchy vegetativního množení některých jehličnatých dřevin (druhy rodu Picea, Pseudotsuga, Larix aj.) zimními řízky a v poslední době některých listnatých dřevin (druhy rodu Fagus, Quercus a mnoho dalších rodů) polovyzrálými letními řízky nebylo dosud reálné, aby se klonové hospodářství stalo zásadní alternativou k lesnímu hospodaření využívajícímu k obnově lesa a zalesňování reprodukční materiál generativního původu, ať již přirozenou nebo umělou cestou. Přestože explantátové kultury nejsou zcela novou metodou rozmnožování lesních dřevin, přece jen byly po určitou dobu logicky vnímány jako laboratorní záležitost bez většího významu pro praxi.
Ovšem vzhledem k výraznému technologickému pokroku posledních let u řady druhů lesních dřevin především listnatých se vytváří zcela nová situace, nebojím se uvést historicky významná. Tento historický předěl je dán reálnou možností masového množení některých dřevin těmito metodami, masového zavádění vysoce výkonných a jinak cenných klonů do lesnické praxe. Přitom toto masové klonování může sehrát významnou úlohu v záchraně cenných genotypů a ve využití výsledků šlechtění - klonováním stromů selektovaných, hybridních, mutantních i geneticky modifikovaných metodami buněčného a genového inženýrství. Velký význam explantátových kultur zde spočívá mimo jiné ve faktu, že materiálu získaného náročnějšími metodami šlechtění nebývá velké množství a přitom těmito metodami lze zajistit jeho značné zmnožení.
Dále je tento předěl dán reálnou možností množit zatím v případě některých lesních dřevin i dospělé stromy, u nichž došlo již k projevu všech lesnicky významných znaků a vlastností. Naskýtá se zde rovněž možnost klonování výběrových stromů pro zakládání klonových semenných sadů. V neposlední řadě je třeba zmínit explantátové kultury - speciálně kultury embryogenní a buněčné s jejich významem pro buněčné a genové inženýrství, které dnes již reálně produkuje velké množství geneticky modifikovaných stromů, především v USA. Je otázkou, do jaké míry jsme v ČR na tento historický předěl připraveni. Skrývá to v sobě pochopitelně nebezpečí podcenění významu explantátových kultur a klonového hospodářství a zaostávání za vyspělými zeměmi a na druhé straně podcenění rizik vedoucích k významným problémům. Výše zmíněným otázkám je třeba věnovat pozornost ve smyslu definování a překonávání problémů. Je třeba zdůraznit, že klonový materiál je bezpodmínečně nutné získávat na základě geneticko-šlechtitelských aktivit, ať již v rámci udržovacího šlechtění nebo novošlechtění. Získávání jednotlivých klonů či klonových směsí “naslepo” mimo rámec šlechtění není zdůvodněno biologicky ani ekonomicky.
Jednoznačný je požadavek při využívání klonového materiálu na dokonalou znalost původu klonů či klonových směsí a tzn. požadavek na dokonalou evidenci. V případě pochybností o původu klonového materiálu je výhodou jeho relativně velmi snadné ověření genetickými markery ve srovnání s materiálem generativního původu. Odpadají zde jakékoli problémy statistického charakteru. Stačí např. porovnat elektroforeogram ortetu (matečného jedince) s jeho údajnými ramety (vegetativně rozmnoženými jedinci).
GENETICKÁ VARIABILITA
Důležitým problémem klonování a klonového hospodářství je počet využívaných klonů. Tento problém je spojován především s otázkou nebezpečí vyplývajícího ze zúžení genetické variability. Je třeba v této souvislosti zdůraznit, že musíme odlišit reálná rizika od zveličování těchto rizik či dokonce účelového “strašení” těmito riziky směrovaného k paušálnímu odmítání klonování, vegetativního množení a šlechtění vůbec. Na tomto místě je třeba upozornit, že klonování musí být nejen šlechtitelskou aktivitou, ale musí být zahrnuto i do určitého šlechtitelského programu. Z cílů takového šlechtitelského programu potom musí vyplynout zdůvodněný počet klonů využitých jednotlivě či v klonové směsi. Pochopitelně vzhledem k diametrální odlišnosti jednotlivých šlechtitelských programů bude i diametrálně odlišný počet využívaných klonů. Tyto konkrétní počty závisí totiž na velikosti zdrojové populace, ať již přirozené či syntetické, na její vnitropopulační variabilitě a na udržovacím či novošlechtitelském charakteru šlechtitelského programu. Jiná situace bude např. při vytváření multiklonální směsi, která má reprezentovat určitou zdrojovou populaci, než např. při individuální selekci produkčně výkonných hybridů. Ze spektra variant potom mohou vyplývat nejrůznější počty klonů, např. 250-500 klonů, 30-50 klonů, ve zvláštních případech i méně. Nepovažuji za vhodné, aby naše legislativa reagovala tím, že bude přesně stanovovat paušální počty klonů. Místo toho bude důležité prosadit, aby bylo legislativně i v praxi vyžadováno vypracování šlechtitelského programu pro získávání a využívání klonového materiálu lesních dřevin a jeho schválení pověřenou institucí.
Další zásadou využívání klonového materiálu je rajonizace tohoto materiálu. Tato rajonizace se pochopitelně neobejde bez testování materiálu v různých podmínkách. Do budoucna je třeba zajistit, aby se nepoužívaly klony neověřené v testovacích výsadbách. V souvislosti s vypracováním technik explantátových kultur in vitro k reprodukci dospělých stromů některých druhů lesních dřevin je třeba tento materiál testovat rovněž s ohledem na případná budoucí rizika.
V souvislosti s využíváním šlechtěného a specificky klonového materiálu lesních dřevin mohou vznikat polemiky o protichůdnosti těchto tendencí vůči přírodě blízkému hospodaření. V dlouholetém vývoji je třeba počítat s kombinováním dosavadní lesnické praxe na jedné straně s přírodě blízkým hospodařením a na druhé straně s využíváním intenzivně šlechtěného materiálu lesních dřevin, tedy i klonového materiálu. K dosud relativně nejmasovějšímu využití tohoto materiálu dochází na Novém Zélandě. Existují však významné případy použití zmíněného materiálu v řadě dalších zemí, včetně USA a zemí EU. Ve světě je využíván takový materiál v tzv. lignikulturách neboli průmyslových plantážích lesních dřevin, ale do určité míry i v klasické lesnické praxi.
SOUČASNÝ STAV V ČR
V ČR existují výzkumné laboratoře, které se zabývají mnoha aspekty explantátových kultur lesních dřevin in vitro. Jeden ze zakladatelů problematiky explantátových kultur lesních dřevin ve světovém měřítku a zakladatel této problematiky v bývalém Československu a konkrétně laboratoře ve VÚLHM Jíloviště-Strnady Prof. Ing. Vladimír Chalupa, DrSc. působí v současné době na Lesnické fakultě ČZU v Praze, kde v laboratořích vybudovaných na katedře dendrologie a šlechtění lesních dřevin v budově Lesnické fakulty v Praze a na Šlechtitelské stanici Truba v Kostelci n. Č. l. pokračuje v řešení této problematiky. Největší výzkumná laboratoř, zabývající se explantátovými kulturami lesních dřevin, je nadále ve VÚLHM a vede ji RNDr. Jana Malá, CSc.
Jediným pracovištěm v ČR, které se zabývá pěstováním sadbového materiálu na bázi explantátových kultur in vitro pro lesnickou praxi, je v současné době Laboratoř biotechnologií Olešná Jihočeských lesů České Budějovice, a. s., vedená Ing. Evou Prenerovou, CSc. Toto pracoviště je vybaveno nejen vlastní laboratoří ke kultivaci rostlin in vitro, ale také moderním aklimatizačním skleníkem. Dosud byly v této laboratoři mikropropagovány dřeviny jako třešeň ptačí, lípa srdčitá, jilm habrolistý, horský i vaz, jeřáb ptačí, jeřáb břek a jeřáb oskeruše. Zatím do fáze výsadbyschopných sazenic laboratoř dopěstovala třešeň ptačí, jeřáb ptačí a lípu srdčitou.
Laboratoř biotechnologií Olešná kooperuje s pracovištěm VÚLHM, které plní úlohu garanta nad ověřováním navržených technologií, ale také připravuje primární kultury geneticky cenných klonů některých lesních dřevin. Kromě toho získala laboratoř také výraznou prvotní pomoc od Dolnosaského lesnického výzkumného ústavu, oddělení v Escherode, při počáteční kultivaci třešně ptačí. Vedle toho samotná laboratoř v Olešné velmi úspěšně rozpracovala převádění klonového materiálu mikropropagovaného in vitro do venkovních podmínek.
Toto pracoviště se tak stává prvotní základnou pro masové využití klonového materiálu v lesním hospodářství ČR. Díky spolupráci s VÚLHM v otázkách mikropropagace lesních dřevin a v posledních letech s ÚMBR AV ČR v Českých Budějovicích a s Lesnickou fakultou ČZU v Praze v otázkách geneticko-šlechtitelských aspektů využití klonového materiálu je předpoklad, že bude dané pracoviště úspěšně překonávat dříve zmíněné problémy. K tomu je ovšem třeba uvést, že toto pracoviště patří komerčnímu subjektu. Není přitom v současné etapě reálné, aby si takové pracoviště na sebe vydělalo. Vzhledem k objektivně danému celospolečenskému zájmu na zavádění výsledků výzkumu na tomto úseku do lesnické praxe je třeba ocenit pomoc MZe ČR formou poskytovaných dotací ve prospěch zmíněné laboratoře. Tato pomoc by měla podle mého názoru nadále pokračovat.